Вид з глибокого поля Хаббла. Кредит зображення: Хаббл. Натисніть, щоб збільшити
Космологи з Принстонського університету оголосили новий метод, щоб зрозуміти, чому розширення Всесвіту прискорюється. Запропонована методика зможе визначити, чи обумовлене космічне прискорення ще невідомою формою Темної енергії у Всесвіті чи це підпис розбиття теорії загальної відносності Ейнштейна на дуже великих масштабах Всесвіту. Результат сьогодні представляє головний дослідник, доктор Мустафа Ішак-Бушакі, науковий співробітник Принстонського університету в штаті Нью-Джерсі, на зустрічі Канадського астрономічного товариства в Монреалі, КК.
«Прискорене розширення Всесвіту є однією з найбільш інтригуючих і складних проблем в астрофізиці. Більше того, це пов'язано з проблемами в багатьох інших галузях фізики. Наша дослідницька робота зосереджена на обмеженні різних можливих причин цього прискорення ». каже доктор Ішак-Бушакі.
Протягом останніх 8 років кілька незалежних астрономічних спостережень продемонстрували, що розширення Всесвіту вступило у фазу прискорення. Відкриття цього прискорення стало несподіванкою для астрофізиків, які сподівалися виміряти уповільнення розширення, викликане гравітаційним притяганням звичайної речовини у Всесвіті.
Щоб пояснити космічне прискорення, теоретичні космологи ввели поняття про нову енергетичну складову, яка складе дві третини всієї енергетичної щільності Всесвіту, яка гравітаційно відштовхуюча, а не приваблива. Цей компонент отримав назву Темна енергія.
Чи реальна Темна енергія? "Ми не знаємо", - коментує професор Девід Спергель з Принстона. "Це може бути абсолютно нова форма енергії або спостережливий підпис провалу теорії загальної відносності Ейнштейна. Так чи інакше, його існування матиме глибокий вплив на наше розуміння простору та часу. Наша мета - вміти розрізняти два випадки ».
Найпростіший випадок Темної енергії - космологічна константа, яку Ейнштейн ввів 80 років тому, щоб узгодити свою теорію загальної відносності зі своїм забобоном, що Всесвіт статичний. Йому довелося відкликати космологічну константу через кілька років, коли було відкрито розширення Всесвіту. Відкриття космічного прискорення пожвавило дискусію про космологічну константу в новому контексті.
Ще одна принципово інша можливість полягає в тому, що космічне прискорення є підписом нової теорії сили тяжіння, яка вступає в дуже великих масштабах Всесвіту, а не продуктом Темної енергії. Деякі з нещодавно запропонованих модифікованих моделей гравітації натхненні теорією суперструнної струми та фізикою надмірних розмірів.
Чи могли б ми розрізняти ці дві можливості? Запропонована процедура показує, що відповідь "так". Загальна ідея така. Якщо прискорення відбувається завдяки Темній енергії, то історія розширення Всесвіту повинна відповідати швидкості, з якою ростуть скупчення галактик. Відхилення від цієї консистенції були б ознакою розбиття загальної відносності на дуже великих масштабах Всесвіту. Запропонована процедура реалізує цю ідею, порівнюючи обмеження, отримані для Темної енергії з різних космологічних зондів, і дозволяє чітко визначити будь-які невідповідності.
Як приклад, у цьому дослідженні було розглянуто Всесвіт, описаний 5-мірною модифікованою теорією гравітації, і було показано, що процедура може визначити підпис цієї теорії. Що важливо, було показано, що майбутні астрономічні експерименти можуть розрізняти модифіковані теорії гравітації та моделі Темної енергії.
Дослідницькою роботою над представленими результатами керував доктор Мустафа Ішак-Бушакі у співпраці з професором Девідом Спергелем, як з кафедри астрофізичних наук Принстонського університету, так і Амолом Упадгей, аспірантом кафедри фізики в Принстонському університеті.
Оригінальне джерело: Princeton News Release
